专利名称：往复式压缩机的填料箱壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及特别地但不仅仅适用于在高压力压缩机(称为“超高压压缩机”)中制 造乙烯聚合物和共聚物的往复式压缩机的填料箱壳体。
背景技术：
众所周知，压缩机是通过使用机械动力来提高可压缩(气体)流体的压力的机器。 在往复式压缩机中，流体被一个或多个活动活塞压缩，所述活塞中的每一个在各自气缸中 被往复驱动。将要被压缩的流体通过一个或多个吸管被抽入气缸中，被压缩的流体通过一 个或多个输送管从气缸排出。往复式压缩机的活塞通常通过驱动曲轴和本质上公知的连 杆-曲柄机构被电动马达或内燃机驱动。在聚合物和共聚物制造系统中操作的往复式压缩机(例如用于制造低密度聚乙 烯(LDPE)，或乙烯醋酸乙烯酯(EVA))承受非常高的疲劳应力。例如，用来制造聚合物和共 聚物的超高压压缩机的第二级可能压缩气体(气态乙烯)至大于3500巴的压力。因此，由 于这些非常高的工作压力以及吸管和输送管之间的压力波动，往复式超高压压缩机的气缸 必须制造成抵抗高疲劳操作循环的疲劳应力。一般而言，往复式压缩机气缸包括填料箱壳体组件，每个填料箱壳体包括密封元 件，填料箱壳体组件通常被称为“填料箱组合件”。为了改进压缩机的疲劳性能，各个填料箱 壳体继而包括两个彼此通过干涉式联接组装在一起的同心环或盘元件，从而在由于气体压 力波动而承受更大应力的内部盘上提供预压状态。已经通过实验发现填料箱组合件通常是影响超高压压缩机气缸可靠工作的最关 键的部件。事实上，在该机器的正常工作期间，填料箱壳体，例如，可由于影响其联接表面的 腐蚀和磨损现象以及由于产生径向和周向裂纹的疲劳而不同形式地损坏。结果，对于每次 压缩机破损，压缩机必须停机从而进行其所需的维护工作，而这对于压缩机用户造成来源 于将要使用的昂贵备件和系统生产力下降的经济损失。目前，使用不同的方法来改进通常由弱合金化的钢合金制成的超高压压缩机的填 料箱壳体组件的强度。特别的，为了减少填料箱壳体的磨损现象并且增加疲劳工作寿命，填 料箱壳体的内部盘必须通过摩擦腐蚀、喷丸和表面涂层方法加工。然而，由于制成现有填料 箱壳体的材料的性质，以及应用在所述填料箱壳体上的载荷类型，上述疲劳破损问题不能 被圆满地解决。
发明内容
因此，本发明的主要目标是提供用于制造乙烯聚合物和共聚物的往复式压缩机 (特别地但不限于超高压压缩机)的填料箱壳体，允许改进关于前述压缩机的压缩机填料 箱组合件的工作可靠性和寿命。根据本发明，上面的目标通过如权利要求1所要求的往复式压缩机填料箱来实 现。
本发明进一步的特征在构成本公开的整体部分的从属权利要求中被公开。
根据本发明的往复式压缩机填料箱壳体的进一步特征和优点将参照示意性附图 通过非限制性例子给出的接下来的描述而变得更明显，在附图中图1是往复式超高压压缩机气缸的部分横切面视图，在其中可使用一个或多个根 据本发明的填料箱壳体；图2是如图1中示出的往复式超高压压缩机的填料箱组合件的横切面视图；以及图3是根据本发明的往复式压缩机填料箱壳体的透视图。
具体实施例方式参考图1，通过部分横截面视图原理性地示出往复式压缩机的气缸10，特别是用 于制造乙烯聚合物和共聚物(例如，低密度聚乙烯(LDPE)或乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚 物)的往复式超高压压缩机的第二级的气缸。气缸10基本上包括用于联接到未示出的压缩机支撑框架的法兰12，和容纳用于 待压缩气体的吸入和输出阀16的头部14。该气体被特定活塞18压缩，活塞18包括被称为 “柱塞”并且在填料箱组合件中被往复驱动的圆柱形杆和设置在所述头部14和填料箱组合 件之间的间隔元件26。填料箱组合件包括多个填料箱壳体22 (图幻。在填料箱组合件的外面提供被称为 “外壳”的部件20，用于保持在填料箱壳体22的外面循环的冷却油。另外，润滑和冷却系统通过供油管图1)供应润滑和冷却油进入填料箱壳体 22，用于降低密封元件(将在后面介绍)和柱塞18之间的摩擦，并且移除柱塞滑动所产生 的热。各个填料箱壳体22(图幻包括两个同心盘，即第一外部盘28和第二内部盘30， 在其中形成了密封元件的座。两个同心盘28和30互相干涉地组装在一起，从而在压缩机 的正常工作状态下压缩地加载内部盘30。为此，通过内部盘30相应地形成了一个或多个轴 向通孔32，用于通过润滑管或筒(candle) 24来提供用于润滑所述密封元件的润滑油。根据本发明，至少各个填料箱壳体22的内部盘30由高强度金属合金材料制成，所 述高强度金属合金材料适于为所述填料箱壳体22提供非常高的可靠性以及疲劳和磨损强 度特性。更具体的，所述金属合金材料，通常是钢合金材料，具有如下化学成分(所表示的 值是基于材料总体重量的重量比率)。
权利要求
1.一种往复式压缩机气缸(10)的填料箱壳体(22)，所述填料箱壳体0 包括第一外 部盘08)和第二内部盘(30)，所述第二内部盘(30)与所述第一外部盘08)同心并且在其 中包括用于至少一个活塞(18)密封元件的座，其特征是所述内部盘(30)或外部盘08) 中的至少一个由高强度钢合金材料制成，所述高强度钢合金材料包含如下基于所述钢合金 材料的总重量按重量比率表示的合金元素-碳(0. 13% -0. 17% )； -铬(1. 80% -2. 20% )； -镍(9. 50% -10. 50% )； -钴(13. 50% -14. 50% )； -钼(0. 90% -1. 10% )；
2.如权利要求1所述的填料箱壳体(22)，其特征是所述高强度钢合金材料另外包含如 下基于所述钢合金材料的总重量按重量比率表示的合金元素-铝(0% -0. 015% )； -钛(0% -0. 015% )； -锰(0% -0. 10% )； -硅(0% -0. 10% )； -硫(0% -0. 005% )； -磷(0% -0. 008% )；
3.如权利要求1或2所述的填料箱壳体0 ，其特征是所述高强度钢合金材料通过真 空感应熔炼法和/或受控气氛或真空电流电弧再熔炼法进行加工。
4.如权利要求3所述填料箱壳体(22)，其特征是所述高强度钢合金材料通过塑性变形 循环进行加工来改进其机械特性。
5.如权利要求3或4所述的填料箱壳体(22)，其特征是所述高强度钢合金材料通过在 受控气氛炉中所进行的热处理循环来加工，从而最大化其硬度、韧度和强度特性。
6.如前述任一项权利要求所述的填料箱壳体(22)，其特征是所述两个同心盘( ，30) 通过干涉联接进行组装，从而压缩地张紧所述内部盘(30)。
7.如权利要求6所述的填料箱壳体(22)，其特征是所述内部盘(30)包括用于润滑油 的一个或多个轴向通孔(32)，所述润滑油用于润滑所述至少一个密封元件。
8.一种往复式压缩机，包括一个或多个如前述任一项权利要求所述的填料箱壳体 (22)。
全文摘要
本发明涉及一种用于往复式压缩机的气缸(10)的填料箱壳体(22)，包括第一外部盘(28)和与外部盘(28)同心的第二内部盘(30)，并且在其间形成了用于至少一个活塞(10)密封元件的座。填料箱壳体(22)的至少一个部分由高强度金属合金材料制成，该材料通过包括熔炼步骤、接下来的塑性变形步骤和改善填料箱壳体(22)机械特性的最后热处理步骤的过程而制备。
文档编号C22C38/52GK102042198SQ20091020650
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月16日 优先权日2009年10月16日
发明者F·基西, M·加诺兹, M·贝拉奇, N·坎波 申请人:诺沃皮尼奥内有限公司